Konwerter USB FT232RL

O przydatności połączenia RS232 żadnego elektronika nie trzeba przekonywać. Problem w tym, że wszystkie nowe komputery mają wyłącznie USB, a portów COM, LPT czy nawet PS/2 próżno szukać. Jednak nie wszystko stracone! Dzięki układom FT232RL można łatwo zrobić przejściówkę z USB na RS232, RS422, RS485, a oprócz tego układzik może wykonywać kilka nietypowych operacji. 

Prezentowany konwerter ma następujące funkcje:

• W pełni automatycznie przetwarza sygnały USB na RS232, bez konieczności jakichkolwiek modyfikacji urządzenia odbierającego. W komputerze wystarczy zainstalować sterownik, a konwerter będzie widziany przez system jako port COM
• Zgodność z RS232 o poziomach napięć TTL, a więc można go podłączyć bezpośrednio do mikrokontrolera bez stosowania przetwornic napięcia MAX232 lub innych. Istnieje możliwość wyposażenia konwertera w MAX232 lub inną przetwornicę w celu zapewnienia kompatybilności z ogólnym standardem
• Prędkość transmisji: 3Mbaud
• Dwa porty wyjściowe: uproszczony oraz pełny
• Diody sygnalizujące nadawania i odbieranie
• Miniaturowe rozmiary
• Możliwość zmiany konfiguracji przejściówki przy pomocy programu dostarczonego przez producenta

Budowa

Schemat układu jest bardzo prosty i zrozumienie go nie powinno stwarzać problemów. 

Port uproszony posiada tylko linie TxD, RxD oraz GND które są minimum przy transmisji RS232. Dodatkowo, port jest wyposażony z Vcc, aby umożliwić zasilanie odbiornika prosto z magistrali USB. Umieszczenie pinów tego portu na spodniej stronie PCB umożliwia wygodne połączenie konwertera prosto do płytki stykowej. 

Port pełny udostępnia wszystkie linie transmisji RS232 oraz Vcc. Ten port został zaprojektowany specjalnie z myślą o dołączeniu MAX232, jeżeli wystąpi taka potrzeba. Konwerter napięć należy podłączyć na oddzielnej płytce przez goldpiny (które są widoczne tylko na modelu 3D; jak będzie potrzeba to je przylutuję). Dodatkowo dostępne są trzy uniwersalne linie wejścia/wyjścia CBUS, o których piszę poniżej. Jak dołączyć MAX232 czytajcie w dokumentacji FT232RL. 

Jedyną trudnością przy tym układzie są małe rozmiary obudowy SSOP28. To mój pierwszy SMD. Po kilku mniej lub bardziej precyzyjnych lutach, układ został przylutowany bez mostków. Nawet byłem zdziwiony, że łatwo poszło lutowanie takiego maleństwa. Elementy 1206 poszły jeszcze łatwiej niż elementy przewlekane, bo nie trzeba było wiercić dziurek i obracać płytki :) chyba przekonam się wreszcie do SMD, bo montaż tych elementów jest prostszy niż sądziłem. 

Instalacja

Sterownik ściągamy ze strony FTDI. W zakładce VCP Drives znajdziemy najnowszą wersję. Po wetknięciu urządzenia do portu USB, system zapyta o sterownik. Wskazujemy mu katalog, do którego ten sterownik wrzuciliśmy. System Windows dba o to, żebyśmy przypadkiem nie zainstalowali czegoś co nie ma certyfikatu zgodności, wobec czego ignorujemy komunikat o niezgodności i już wszystko powinno działać :) W menedżerze urządzeń powinniśmy widzieć coś takiego: 

FT232RL jest wyposażony w pamięć EEPROM aby skonfigurować układ do własnych wymagań przy pomocy programu FT Prog. Poza ustawieniem własnej nazwy producenta (Leon Instruments :) ) możemy zapisać numery VID, PID, można włączyć większą wydajność prądową dla pinów lub zanegować dowolne linie z łącza RS232. Ciekawym pomysłem są piny CBUS. Są to uniwersalne porty wejścia/wyjścia definiowane według fantazji użytkownika. Piny CBUS0 oraz CBUS1 zostały podłączone do diodek sygnalizujących kierunek transmisji. Pozostałe trzy są dostępne w pełnym porcie RS232 na płytce. Ciekawą opcją jest wyprowadzenie sygnału zegarowego z wewnętrznego oscylatora o częstotliwości 6MHz, 12MHz, 24MHz i 48MHz. Co robią pozostałe opcje - odsyłam do dokumentacji FDTI. Ważne, że te program FT Prog działa nawet bez zainstalowanego sterownika USB, więc można sprawdzić czy konwerter prawidłowo zmontowaliśmy nawet jeżeli jest problem ze sterownikiem. UWAGA - nonszalanckie podejście do niektórych ustawień spowoduje zablokowanie układu! 

Użytkowanie

Połączenie konwertera z mikrokontrolerem jest bardzo proste. Brak MAX232 umożliwia połączenie obu urządzeń bez żadnych elementów pośredniczących. Vcc w przejściówce to wyjście, które umożliwia zasilanie innych układów z jednego portu USB. Jeżeli podłączony układ jest zasilany z innego źródła, nie wolno łączyć linii Vcc! Uwaga ta nie dotyczy linii masy - GND należy łączyć zawsze. Kolejna bardzo ważna uwaga - konwerter ma na wyjściu napięcia zgodne ze standardem TTL czyli 0 i 5V. Normalnie w RS232 stosuje się napięcia +-15V wytwarzane przez układy MAX232. Podłączenie urządzenia wyposażonego w MAX232 prosto do konwertera, spowoduje jego uszkodzenie! 

Terminal to program, który umożliwia wysłanie i odebranie danych przez łącze RS232. Używam popularnego programu Realterm. Jeżeli program długo się uruchamia, należy go włączyć z opcją "No port scan". Najprostszy test polega na zwarciu linii RxD oraz Txd. W takiem sytuacji wysłane dane natychmiast będą wracały do komputera i powinny wyświetlić się niezmienione w terminalu. Można również przesyłać duże pliki. U mnie przejściówka śmiga na wszystkich dostępnych prędkościach, nawet na 921600. 

Poniżej zamieszczam przykładowy program w Bascomie napisany na płytkę testową AVT-3500. Program odbiera znak wpisany z klawiatury komputera, wyświetla go na LCD 16x2 i odsyła z powrotem na ekran terminalu. 

Pliki do pobrania:

• PDF płytka
• PDF płytka lustro
• Program testowy w Bascomie
• Future Technology Devices International
• Strona układu FT232R
• Realterm

Pytania piszcie w komentarzach poniżej.